纯水在电子元器件生产中的作用
纯水在电子工业主要是电子元器件生产中的重要作用日益突出,纯水水质已成为影响电子元器件产品质量、生产成品率及生产成本的重要因素之一,水质要求也越来越高。在电子元器件生产中,高纯水主要用作清洗用水及用来配制各种溶液、浆料,不同的电子元器件生产中纯水的用途及对水质的要求也不同。 在电解电容器生产中,铝箔及工作件的清洗需用纯水,如水中含有氯离子,电容器就会漏电。在电子管生产中,电子管阴极涂敷碳酸盐,如其中混入杂质,就会影响电子的发射,进而影响电子管的放大性能及寿命,因此其配液要使用纯水。在显像管和阴极射线管生产中,其荧光屏内壁用喷涂法或沉淀法附着一层荧光物质,是锌或其他金属的硫化物组成的荧光粉颗粒并用硅酸钾粘合而成,其配制需用纯水,如纯水中含铜在8ppb以上,就会引起发光变色;含铁在50ppb以上就会使发光变色、变暗、闪光跳跃;含有机物胶体、微粒、**等,就会降低荧光层强度及其与玻壳的粘附力,并会造成气泡、条迹、漏光点等废次品。在黑白显像管荧光屏生产的12个工序中,玻壳清洗、沉淀、湿润、洗膜、管颈清洗等5个工序需使用纯水,每生产一个显像管需用纯水80kg[1]。液晶显示器的屏面需用纯水清洗和用纯水配液,如纯水中存在着金属离子、微生物、微粒等杂质,就会使液晶显示电路发生故障,影响液晶屏质量,导致废、次品。显像管、液晶显示器生产对纯水水质的要求见表1。
表1 显像管、液晶显示器用纯水水质
项目单位 | 电阻率 MΩ·cm (25t) | ** 个/ml | 微粒 个/ml | TOC mg/L | Na+ μg/L | K+ μg/L | Cu μg/L | Fe μg/L | Zn μg/L |
黑白显像管 彩色显像管 液晶显示器 | ≥5 ≥5 ≥5 | ≤5 ≤1 ≤1 | ≤10(Φ>0.5μ) ≤10(Φ>1μ) ≤10(Φ>1μ) | ≤0.5 ≤0.5 ≤1 | ≤10 ≤10 ≤10 | ≤10 ≤10 ≤10 | ≤8 ≤10 ≤10 | ≤10 ≤10 ≤10 | ≤10 ≤10 ≤10 |
在晶体管、集成电路生产中,纯水主要用于清洗硅片,另有少量用于药液配制,硅片氧化的水汽源,部分设备的冷却水,配制电镀液等。集成电路生产过程中的80%的工序需要使用高纯水清洗硅片,水质的好坏与集成电路的产品质量及生产成品率关系很大。水中的碱金属(K、Na等)会使绝缘膜耐压**,重金属(Au、Ag、Cu等)会使PN结耐压降低,Ⅲ族元素(B、Al、Ga等)会使N型半导体特性恶化,Ⅴ族元素(P、As、Sb等)会使P型半导体特性恶化[2],水中**高温碳化后的磷(约占灰分的20-50%)会使P型硅片上的局部区域变为N型硅而导致器件性能变坏[3],水中的颗粒(包括**)如吸附在硅片表面,就会引起电路短路或特性变差。集成电路生产对纯水水质的要求见表2。
表2 集成电路(DRAM)对纯水水质的要求[4][5][6]
集成电路(DRAM)集成度 | 16K | 64K | 256K | 1M | 4M | 16M |
相邻线距(μm) | 4 | 2.2 | 1.8 | 1.2 | 0.8 | 0.5 |
微粒 | 直径(μm) | 0.4 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.08 | 0.05 |
个数(PCS/ml) | <100 | <100 | <20 | <20 | <10 | <10 |
**(CFU/100ML) | <100 | <50 | <10 | <5 | <1 | <0.5 |
电阻率(μs/cm,25℃) | >16 | >17 | >17.5 | >18 | >18 | >18.2 |
TOC(ppb) | <1000 | <500 | <100 | <50 | <30 | <10 |
DO(ppb) | <500 | <200 | <100 | <80 | <50 | <10 |
Na+(ppb) | <1 | <1 | <0.8 | <0.5 | <0.1 | <0.1 |